Разработка базы данных «состояние здоровья учащихся» (на примере МОУ СОШ №44)

Рис. 13. Рабочий стол программы «МедКарта»

В программе может  быть создано несколько баз, в которые могут быть загружены данные, например, могут быть базы данных для детских больниц, психоневрологических диспансеров, наркологических диспансеров и т.д. В каждый момент можно работать только с одной базой данных (рисунок 14).

Рис. 14. Выбор базы данных.

Ввод данных в полях  формы возможен c помощью редактора  строки или словаря. Фамилию, имя, отчество можно набирать строчными буквами. Программа сама сделает первые буквы  заглавными. Пол определяется автоматически, иначе его указывает пользователь (рисунок 15).

Рис. 15. Форма для ввода новой записи.

В каждый момент можно  работать только с одной базой  данных. Благодаря своей скорости и доступности «МедКарта» достаточно хорошо подходит для работы школьного врача по учёту учащихся. Однако разработка баз данных в данной программе требует от врача знаний в работе с данной программой, поэтому требуется дополнительная подготовка медицинских кадров в области информатики.

Проведем сравнительный  анализ указанных программ. В качестве основных критериев выделим функции деятельности врача, которые необходимо автоматизировать:

- формирование отчетов;

- оперативность ответов по запросам врача;

- осуществление выборки учащихся по возрастным группам;

- своевременная вакцинация учащихся;

- отслеживание графика обследования учащихся;

- постановка диагноза;

- формирование и ведение базы электронной медицинской карты;

- распространяется бесплатно как демо-версия;

- архивация и дублирование данных.

 

Таблица 4

Сравнительна характеристика программ по автоматизации 

деятельности врача

Электронная медицинская  карта	МедКарта
Создание новых учетных записей  для входа в систему, устанавливая для них Login и Пароль.	Автоматический вход в программу  без аутентификации.
Выбирать автоматически загружаемый  интерфейс, который будет устанавливаться при каждой загрузке программы.	Выбор оптимальных шрифтов в  формах ввода и журналах, настраиваемые  цветовые схемы в каждой базе данных.
Проведение сбора данных на локальном компьютере без использования сервера, на компьютерах, объединенных в сеть с использованием одного из локальных компьютеров в качестве файлового сервера, на компьютерах, объединенных в сеть с использованием выделенного сервера, на компьютерах, необъединенных в сеть с объединением информации с помощью операции экспорта и импорта.	Установка и работа программы в  локальной сети.
Осуществлять сортировку списка карт по любым параметрам.	Сортировка записей результата запроса по любым критериям.
Использовать каталоги для ввода  параметров.	Использование фильтров в справочниках. Создание и использование различных  справочников.
Создавать таблицы с определенным набором колонок, отображающим совокупность параметров списка карт.	Представление записей в табличном  виде с использованием разных стилей.
Заполнять бланки разработанные пользователем в WORD и выводить их на печать. Копировать полученную информацию в Word.	Создание документов по шаблону Microsoft Word, OpenOffice.org Writer или МедКарта. Импорт и экспорт записей  таблицы в другие форматы.
Общаться пользователям между  собой, используя встроенную почтовую систему. Отправлять сообщения всем пользователям сразу.	Массовая рассылка извещений клиентам базы данных.

 

Данные программы предназначены для работы в регистратуре и приемном покое при заполнении истории болезни или для лечащего врача в больнице (поликлиники) и не позволяют автоматизировать ведение документации школьным врачом, например, нет учета вакцинации учащихся. При этом доступны только демо-версии этих программ (сами программы распространяются платно) и для работы с данными программами врач должен иметь необходимые навыки пользователя. Поэтому мы будем проектировать собственную, отвечающую всем необходимым требованиям, СУБД с помощью MS Access.

Microsoft Access - реляционная СУБД корпорации Microsoft. Данная программа имеет широкий спектр функций, включая связанные запросы, сортировку по разным полям, связь с внешними таблицами и базами данных. Благодаря встроенному языку VBA, в Access можно писать приложения, работающие с базами данных [10].

Выбор СУБД Microsoft Access 2003 определяется следующими преимуществами:

1. Достаточно быстрый поиск таблиц, запросов, форм и отчетов, которые связаны зависимостью с конкретным объектом базы данных.
2. Новая функция проверки ошибок помечает общие ошибки в формах и отчетах, существенно ускоряя процесс тестирования и исправлений. После того как ошибки выявлены, пользователю предлагаются варианты их исправления, что значительно экономит время и повышает качество форм и отчетов.
3. При изменении свойства поля в таблице может быть выполнено автоматическое изменение всех форм и отчетов, чьи элементы управления связаны с ней.
4. Access 2003 позволяет сохранить в другом месте копию базы данных, с которой работает пользователь.
5. Использование совместимых форматов файлов. В Access 2003 для новых баз данных по умолчанию используется формат файла Access 2000. Поскольку Access 2002 и Access 2000 могут использовать и изменять одну и ту же базу данных, организации имеют возможность выполнять развертывание Access 2003, обеспечивая поддержку для текущих пользователей и решений Access.

1.3. Этапы проектирование базы данных.

  Подходы к проектированию базы данных

Создание и внедрение в практику современных информационных систем автоматизированных баз данных выдвигает новые задачи проектирования, которые невозможно решать традиционными приемами и методами. От того, насколько успешно будет спроектирована база данных, зависит эффективность функционирования системы в целом, ее жизнеспособность и возможность расширения и дальнейшего развития. Поэтому вопрос проектирования баз данных выделяют как отдельное, самостоятельное направление работ при разработке БД.

Определим понятие «проектирование» и выделим его этапы.

По мнению В.В. Кирилова проектирование БД – это сокращение избыточности хранимых данных, а следовательно, экономия объема используемой памяти, уменьшение затрат на многократные операции обновления избыточных копий и устранение возможности возникновения противоречий из-за хранения в разных местах сведений об одном и том же объекте [17].

Д. Крёнке утверждает, что  проектирование – операция, которая  выделяет заданные атрибуты отношения [18].

Т.С. Карпова понимает под проектированием процесс последовательных переходов от неформального словесного описания информационной структуры предметной области к формализованному описанию объектов предметной области в терминах некоторой модели [14].

Таким образом, проектирование – это операция по созданию визуальной модели базы данных из поставленной задачи. Основной целью процесса проектирования является обеспечение пользователей точными и полными данными, необходимыми им для выполнения поставленных задач, а также обеспечение эффективности функционирования, т.е. требований ко времени реакции системы на запросы пользователей и обновления БД.

Следует отметить, что  на стадии проектирования БД должна быть выполнена следующая работа [13]:

- исследование предметной области автоматизации;

- определение объектов и перечня их атрибутов, для каждого объекта должны выделены первичные ключи и реализована нормализация;

- установление всех связей между объектами, построение схемы проекта со всеми объектами и связями;

- выработка технологии обслуживания БД, т.е. определение порядка сбора, хранения данных в БД, частоты и формата ввода-вывода данных, правил работы всех групп пользователей;

- выбор компьютера и инструментальных средств (конкретной СУБД) для реализации;

- проверка корректности проекта – проект должен адекватно, на требуемом уровне детальности, отображать предметную область;

На стадии программной  реализации необходимо выполнить следующее [13]:

- описать средствами СУБД и ввести в ПК схемы всех отношений;

- разработать интерфейсы пользователей с БД разработать экранные формы для ввода и отображения данных, удобные экранные способов обращения и доступа к данным в БД, порядок ввода и обновления данных;

- разработать программное обеспечение БД для всех приложений;

- отладка БД;

- провести тестирование системы и скорректировать технологию ее обслуживания;

- составить необходимые инструкции по системе управления базами данных и обучить пользователей.

Кроме этого при проектировании БД необходимо обеспечить [13]:

- защиту данных от разрушений при сбоях оборудования, от некорректных обновлений, и, если необходимо, от несанкционированного доступа;

- выполнение ограничений на конфигурацию вычислительной системы, в первую очередь на ресурсы памяти;

- простоту и удобство эксплуатации БД;

- гибкость, т.е. возможность развития и последующей адаптации системы к изменениям в предметной области и к новым потребностям пользователей.

Таким образом, под проектированием  мы понимаем операцию по созданию визуальной модели базы данных из поставленной задачи. Проектирование баз данных представляет собой трудоемкий, длительный и во многих случаях невоспроизводимый процесс. Основной целью процесса проектирования является обеспечение пользователей точными и полными данными, необходимыми им для выполнения поставленных задач, а также обеспечение эффективности функционирования.

С учетом перечисленных выше требований рассмотрим основные этапы проектирования БД.

Данные, используемые для описания предметной области можно представить в виде трехуровневой схемы (так называемая модель ANSI/SPARC) [12].

Рис. 16. Схема модели ANSI/SPARC

Внешнее представление (внешняя схема) данных является совокупностью требований к данным со стороны некоторой конкретной функции, выполняемой пользователем. Концептуальная схема является полной совокупностью всех требований к данным, полученной из пользовательских представлений о реальном мире. Внутренняя схема - это сама база данных.

Т. Тиори, Дж. Фрай выделяют следующие основные этапы, на которые разбивается процесс проектирования базы данных [11]:

1. Концептуальное проектирование - сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия:

- обследование предметной области, изучение ее информационной структуры;

- выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами;

- моделирование и интеграция всех представлений.

Проектирование концептуальной модели основывается на анализе решаемых задач по обработке данных. Задачей концептуального проектирования является определение информационных потребностей, а также процессов и данных, необходимых для решения поставленных задач и достижения цели проектирования.

2. Логическое проектирование - преобразование требований к данным в структуры данных. На выходе получаем СУБД ориентированную структуру базы данных и спецификации прикладных программ. На этом этапе часто моделируют базы данных применительно к различным СУБД и проводят сравнительный анализ моделей.

Процесс логического  проектирования БД включает в себя выбор конкретной модели СУБД и отображение концептуального представления в логическую модель, основанную на структурах, характерных для выбранной СУБД. Для реляционных БД это разработка структуры записей данных, организация их в наборы, определение связей между наборами и полей для их реализации (ключевых полей), оптимизация создаваемой модели БД (устранение избыточности и дублирования информации с целью обеспечения достоверности и непротиворечивости данных).

3. Физическое проектирование - определение особенностей хранения данных, методов доступа и т.д.

Физическое проектирование БД заключается в расширении ее логической модели характеристиками, которые необходимы для определения способов физического хранения и использования БД, типа устройств для ее хранения, методов доступа, размеров логических единиц, объема памяти и эффективности, правил обновления и сопровождения БД и т.п. За пользователем остается и право решения вопроса об объединении таблиц.

Основными критериями, которым  должна удовлетворять спроектированная БД, считается обеспечение функциональных требований приложений, целостности и согласованности информации, то есть методы хранения данных и их использования должны гарантировать защиту данных от потери и некорректных действий, обеспечивать секретность и защиту от несанкционированного доступа. Дублирующиеся данные должны соответствовать одному уровню обновления, чтобы обеспечить достоверность данных для пользователя. База данных должна обладать способностью к расширению и модификации.

Различие уровней представления  данных на каждом этапе проектирования представлено в таблице 3 (приложение 1).

Как и любой программный продукт, база данных обладает собственным жизненным циклом (ЖЦБД).

Рассмотрим стадии создания БД согласно ГОСТу 34.601-90.

Стадии и этапы создания БД, выполняемые организациями-участниками, прописываются в договорах и технических заданиях на выполнение работ (рис. 17).